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混沌的确定性与不确定性

已有 5361 次阅读 2018-5-11 21:49 |个人分类:知识点滴|系统分类:科研笔记| 混沌, 不确定性, 随机性, 数学方程, 物理机制

因为混沌的不确定性,往往本能地与随机性联想到一起,但其实混沌的确定性与随机的不确定性有很大不同。

混沌指初始条件的微小差别可以引起系统运行结果的巨大差别。

混沌似乎就表示未来的不可预知,也就预示着不确定性。但是,混沌系统的动态方程却往往是确定性的。

例如Logistic 映射是生物学家 Robert May于 1976 年提出的一种经典的、应用广泛的一维混沌映射,其数学表达式可以简单的表示为:

X(t+1)=uX(t)(1-X(t)),

式中X(t)是[0, 1]范围内的动态变量,是一个常数,通常取值为 4;t为时间步长顺序号。

显然此方程是确定性的。但确定性的方程可以产生不确定性的结果:

当X(0)=0,X(t)=0,

当X(0)=1,X(t)=0,

X(0)=0.5,X(1)=1,对于t>1,X(t)=0,

X(0)取(0,1)之间的其他值,系统的最终状态是未知的。

虽然都是不确定性,随机的不确定是扰动产生的,而混沌的不确定性是确定的机制产生的。

问题是:这样的混沌的不确定机制,仅仅是人为编写的数学方程造成的呢?还是现实世界真存在这样的物理机制?



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